(57)【要約】【課題】  アルミナ結晶粒子を分散してなる第１複合材からなる第１部材と、アルミナセラミック材またはアルミナ結晶粒子を分散してなる第２複合材からなる第２部材とを含む被測定物の第１部材及び第２部材に生じている応力を測定する応力測定方法等を提供する。【解決手段】  試料１０は、アルミナを多く含むアルミナ−ジルコニア複合材からなる層１，３と、ジルコニアを多く含むアルミナ−ジルコニア複合材からなる層２とが同時焼結された積層体である。レーザ光を照射したときにアルミナ結晶粒子中のＣｒ3+イオンが発する蛍光のピークの波数値が応力によって変化することを利用し、層１，３あるいは層２と同じ組成の第１，第２基準試料ＳＢ１，ＳＢ２を用いて、応力値と蛍光ピークの波数値との関係を求めておく。さらに、この積層体内の各部位にレーザ光を照射し、得られた蛍光ピークの波数値から、各部位に生じた応力値を測定する。【選択図】  図１
2005147837.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｃｒ3+イオンを含有するアルミナ結晶粒子をその組成物の１つとして分散してなる複合材からなる被測定物に生じている応力を測定する応力測定方法であって、
上記被測定物自身からなる基準試料または上記複合材と同じ組成を有する基準試料を用意する試料準備ステップと、
上記基準試料に応力を掛け、既知の応力が掛かっている部位に所定波長のレーザ光を照射して、上記基準試料に含まれる上記Ｃｒ3+イオンが発する蛍光のうち、絶対波数値１４４００ｃｍ-1付近に位置する蛍光ピークの絶対波数値を測定し、または所定絶対波数値に対する上記蛍光ピークの相対波数値を測定して、各応力値と上記蛍光ピークの絶対波数値または上記相対波数値との関係を求める関係測定ステップと、
上記被測定物に上記所定波長のレーザ光を照射して、上記複合材に含まれる上記Ｃｒ3+イオンが発する上記蛍光のピークの絶対波数値を測定しまたは上記蛍光ピークの相対波数値を測定する実測ステップと、
上記実測ステップで測定した上記蛍光ピークの絶対波数値または相対波数値から、上記関係測定ステップで求めた各応力値と蛍光ピークの絶対波数値または相対波数値との関係に基づいて、上記被測定物に生じている応力値を得る応力値取得ステップと、を含む
応力測定方法。
【請求項２】
請求項１に記載の応力測定方法であって、
前記関係測定ステップは、
所定の直方体形状に整形した前記複合材と同じ組成を有する基準試料に、４点曲げ試験方法によって所定の荷重を与え、上記基準試料の荷重方向に沿う側面のうち、４点の荷重点の中心線に沿う仮想線上に線形一軸応力場を生じさせた状態で、
上記仮想線上のいずれかの位置に前記レーザ光線を照射して、その照射位置で行う前記蛍光ピークの絶対波数値または相対波数値の測定を、上記照射位置を上記仮想線上に順に移動走査させて複数回行い、各照射位置での応力値と上記蛍光ピークの絶対波数値または相対波数値との関係を得る４点曲げ関係測定ステップである
応力測定方法。
【請求項３】
Ｃｒ3+イオンを含有するアルミナ結晶粒子をその組成物の１つとして分散してなる複合材からなる被測定物に生じている応力を測定する応力測定方法であって、
上記被測定物に所定波長のレーザ光を照射して、上記複合材に含まれる上記Ｃｒ3+イオンが発する蛍光のうち、絶対波数値１４４００ｃｍ-1付近に位置する蛍光ピークの絶対波数値を測定しまたは所定絶対波数値に対する上記蛍光ピークの相対波数値を測定する実測ステップと、
上記実測ステップで測定した上記蛍光ピークの絶対波数値または相対波数値から、予め求めておいた複合材に生じた応力値と蛍光ピークの絶対波数値または相対波数値との関係に基づいて、上記被測定物に生じている応力値を得る応力値取得ステップと、を含む
応力測定方法。
【請求項４】
請求項３に記載の応力測定方法であって、
前記応力値取得ステップは、
前記複合材に生じた応力値と蛍光ピークの絶対波数値または相対波数値との関係として、
前記被測定物自身からなる基準試料または上記複合材と同じ組成を有する基準試料を用意し、
この基準試料に応力を掛け、既知の応力が掛かっている部位に前記所定波長のレーザ光を照射して、上記基準試料に含まれる前記Ｃｒ3+イオンが発する前記蛍光のピークの絶対波数値を測定しまたは上記蛍光ピークの相対波数値を測定して求めた基準試料に生じる各応力値と上記蛍光ピークの絶対波数値または相対波数値との関係を用いる
応力測定方法。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の応力測定方法を用いた前記被測定物または上記被測定物を備える物の検査工程を含む
被測定物または被測定物を備える物の製造方法。
【請求項６】
第１部材と第２部材とを含む被測定物における、第１部材のうち１または複数の第１所定部位、及び第２部材のうち１または複数の第２所定部位に生じている応力を測定する応力測定方法であって、
上記第１部材は、Ｃｒ3+イオンを含有するアルミナ結晶粒子をその組成物の１つとして分散してなる第１複合材からなり、
上記第２部材は、Ｃｒ3+イオンを含有するアルミナ結晶粒子からなるアルミナセラミック材またはＣｒ3+イオンを含有するアルミナ結晶粒子をその組成物の１つとして分散してなり、上記第１複合材とは異なる組成を有する第２複合材からなり、
上記第１部材自身からなる第１基準試料または上記第１複合材と同じ組成を有する第１基準試料を用意する第１基準試料準備ステップと、
上記第２部材自身からなる第２基準試料または上記アルミナセラミック材もしくは上記第２複合材と同じ組成を有する第２基準試料を用意する第２基準試料準備ステップと、
上記第１基準試料に応力を掛け、既知の応力が掛かっている部位に所定波長のレーザ光を照射して、上記第１基準試料に含まれる上記Ｃｒ3+イオンが発する蛍光のうち、絶対波数値１４４００ｃｍ-1付近に位置する蛍光ピークの絶対波数値を測定しまたは所定絶対波数値に対する上記蛍光ピークの相対波数値を測定して、各応力値と上記蛍光ピークの絶対波数値または相対波数値との第１関係を求める第１関係測定ステップと、
上記第２基準試料に応力を掛け、既知の応力が掛かっている部位に上記所定波長のレーザ光を照射して、上記第２基準試料に含まれる上記Ｃｒ3+イオンが発する上記蛍光のピークの絶対波数値を測定しまたは上記蛍光ピークの相対波数値を測定して、各応力値と上記蛍光ピークの絶対波数値または相対波数値との第２関係を求める第２関係測定ステップと、
上記被測定物の上記第１所定部位及び第２所定部位に上記所定波長のレーザ光を照射して、上記第１部材及び上記第２部材に含まれる上記Ｃｒ3+イオンが発する上記蛍光のピークの絶対波数値を測定しまたは上記蛍光ピークの相対波数値を測定する実測ステップと、
上記実測ステップで測定した上記蛍光ピークの絶対波数値または相対波数値から、
上記第１所定部位については、上記第１関係に基づいて、
上記第２所定部位については、上記第２関係に基づいて、
上記被測定物の上記第１所定部位及び第２所定部位に生じている応力値を得る応力値取得ステップと、を含む
応力測定方法。
【請求項７】
請求項６に記載の応力測定方法であって、
前記被測定物は、前記第１部材と第２部材とが界面を介して接しており、
前記実測ステップは、
前記第１所定部位及び第２所定部位は、上記第１部材と第２部材との界面近傍の界面近傍第１部位及び界面近傍第２部位をそれぞれ含む
応力測定方法。
【請求項８】
請求項６または請求項７に記載の応力測定方法であって、
前記第１関係測定ステップは、
所定の直方体形状に整形した前記第１基準試料に、４点曲げ試験方法によって所定の荷重を与え、上記第１基準試料の荷重方向に沿う側面のうち、４点の荷重点の中心線に沿う仮想線上に線形一軸応力場を生じさせた状態で、
上記仮想線上のいずれかの位置に前記レーザ光線を照射して、その照射位置で行う前記蛍光ピークの絶対波数値または相対波数値の測定を、上記照射位置を上記仮想線上に順に移動走査させて複数回行い、各照射位置での応力値と上記蛍光ピークの絶対波数値または相対波数値との前記第１関係を得る４点曲げ第１関係測定ステップであり、
前記第２関係測定ステップは、
所定の直方体形状に整形した前記第２基準試料に、上記４点曲げ試験方法によって所定の荷重を与え、上記第２基準試料の荷重方向に沿う側面のうち、４点の荷重点の中心線に沿う仮想線上に線形一軸応力場を生じさせた状態で、
上記仮想線上のいずれかの位置に前記レーザ光線を照射して、その照射位置で行う上記蛍光ピークの絶対波数値または相対波数値の測定を、上記照射位置を上記仮想線上に順に移動走査させて複数回行い、各照射位置での応力値と上記蛍光ピークの絶対波数値または相対波数値との前記第２関係を得る４点曲げ第２関係測定ステップである
応力測定方法。
【請求項９】
第１部材と第２部材とを含む被測定物における、第１部材のうち１または複数の第１所定部位及び第２部材のうち１または複数の第２所定部位に生じている応力を測定する応力測定方法であって、
上記第１部材は、Ｃｒ3+イオンを含有するアルミナ結晶粒子をその組成物の１つとして分散してなる第１複合材からなり、
上記第２部材は、Ｃｒ3+イオンを含有するアルミナ結晶粒子からなるアルミナセラミック材またはＣｒ3+イオンを含有するアルミナ結晶粒子をその組成物の１つとして分散してなり、上記第１複合材とは異なる組成を有する第２複合材からなり、
上記被測定物の上記第１所定部位及び第２所定部位に、所定波長のレーザ光を照射して、上記第１部材及び上記第２部材に含まれる上記Ｃｒ3+イオンが発する蛍光のうち、絶対波数値１４４００ｃｍ-1付近に位置する蛍光ピークの絶対波数値を測定し、または所定絶対波数値に対する上記蛍光ピークの相対波数値を測定する実測ステップと、
上記実測ステップで測定した上記蛍光ピークの絶対波数値または相対波数値から、
上記第１所定部位については、予め求めておいた上記第１複合材に生じた応力値と蛍光ピークの絶対波数値または相対波数値との第１関係に基づいて、
上記第２所定部位については、予め求めておいた上記アルミナセラミック材もしくは第２複合材に生じた応力値と蛍光ピークの絶対波数値または相対波数値との第２関係に基づいて、
上記被測定物の上記第１所定部位及び第２所定部位に生じている応力値を得る応力値取得ステップと、を含む
応力測定方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の応力測定方法であって、
前記応力値取得ステップは、
前記第１複合材に生じた応力値と前記蛍光ピークの絶対波数値または相対波数値との第１関係として、
前記第１部材自身からなる第１基準試料または上記第１複合材と同じ組成を有する第１基準試料を用意し、
この第１基準試料に応力を掛け、既知の応力が掛かっている部位に前記所定波長のレーザ光を照射して、上記第１基準試料に含まれる前記Ｃｒ3+イオンが発する前記蛍光のピークの絶対波数値を測定しまたは上記蛍光ピークの相対波数値を測定して求めた第１基準試料に生じる各応力値と上記蛍光ピークの絶対波数値または相対波数値との関係を用い、
前記第２複合材に生じた応力値と上記蛍光ピークの絶対波数値または相対波数値との第２関係として、
前記第２部材自身からなる第２基準試料または上記アルミナセラミック材もしくは第２複合材と同じ組成を有する第２基準試料を用意し、
この第２基準試料に応力を掛け、既知の応力が掛かっている部位に上記所定波長のレーザ光を照射して、上記第２基準試料に含まれる上記Ｃｒ3+イオンが発する上記蛍光のピークの絶対波数値を測定しまたは上記蛍光ピークの相対波数値を測定して求めた第２基準試料に生じる各応力値と上記蛍光ピークの絶対波数値または相対波数値との関係を用いる
応力測定方法。
【請求項１１】
請求項６〜請求項１０のいずれか１項に記載の応力測定方法を用いた前記被測定物の検査工程を含む
被測定物または被測定物を備える物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミナ結晶粒子を分散してなる複合材からなる被測定物に生じている応力を測定する応力測定方法、及び、この被測定物または被測定物を備える物の製造方法に関する。
また、アルミナ結晶粒子を分散してなる第１複合材からなる第１部材と、アルミナセラミック材またはアルミナ結晶粒子を分散してなる第２複合材からなる第２部材とを含む被測定物について、第１部材及び第２部材に生じている応力を測定する応力測定方法、及び、この被測定物または被測定物を備える物の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、アルミナ結晶粒子に不可避不純物として含まれるＣｒ3+イオンが、レーザ光に照射されたときに生ずる蛍光のピークの絶対波数値（約１４４００ｃｍ-1）が、アルミナ結晶粒子に掛かる応力に応じて変化（シフト）する現象を用いて、ジルコニアとアルミナとの複合材において、アルミナ結晶粒子自身に生じた残留応力について解析した事例がある。
なお、絶対波数値とは、波長の逆数である。
この事例では、予め、その基準試料としてジルコニア等を含まないアルミナセラミック材からなる基準試料を用いて、この基準試料に応力を加え、各応力値と蛍光ピークの絶対波数値または或る基準の絶対波数値からの相対波数値との関係を求めておく。その上で、この関係に基づいて、試料を実測して得た蛍光ピークの絶対波数値または相対波数値からアルミナ結晶粒子に掛かる応力を求めていた。
このため、各アルミナ結晶粒子に生じている応力については、その応力値を適切に求めることができる。
【０００３】
【非特許文献１】Acta mater. Vol.46. No.5. pp.1701-1710. 1998
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、測定対象がアルミナ結晶粒子を含む複合材からなる物（被測定物）であり、アルミナ結晶粒子に掛かる残留応力ではなく、この物自身に外部から掛かっている応力値を求めたい要望があるものの、この方法では適切に応力値を求めることができなかった。
また、さらに、アルミナ結晶粒子を含む第１複合材からなる第１部材と、アルミナセラミック材またはアルミナ結晶粒子を含む第２複合材からなる第２部材とを含む物（被測定物）において、それぞれの部材の各部位に生じている応力値を求めることができれば、２つの部材の関係を考察する上で、有用な情報となし得る。
【０００５】
本発明は、かかる問題点や要望に鑑みてなされたものであって、アルミナ結晶粒子を分散してなる複合材からなる被測定物に生じている応力を測定する応力測定方法を提供することを目的とする。
また、この応力測定方法を用いた、被測定物または被測定物を備える物の製造方法を提供することを目的とする。
さらには、アルミナ結晶粒子を分散してなる第１複合材からなる第１部材と、アルミナセラミック材またはアルミナ結晶粒子を分散してなる第２複合材からなる第２部材とを含む被測定物の第１部材及び第２部材に生じている応力を測定する応力測定方法を提供することを目的とする。
また、この応力測定方法を用いた、被測定物または被測定物を備える物の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
その解決手段は、Ｃｒ3+イオンを含有するアルミナ結晶粒子をその組成物の１つとして分散してなる複合材からなる被測定物に生じている応力を測定する応力測定方法であって、上記被測定物自身からなる基準試料または上記複合材と同じ組成を有する基準試料を用意する試料準備ステップと、上記基準試料に応力を掛け、既知の応力が掛かっている部位に所定波長のレーザ光を照射して、上記基準試料に含まれる上記Ｃｒ3+イオンが発する蛍光のうち、絶対波数値１４４００ｃｍ-1付近に位置する蛍光ピークの絶対波数値を測定し、または所定絶対波数値に対する上記蛍光ピークの相対波数値を測定して、各応力値と上記蛍光ピークの絶対波数値または上記相対波数値との関係を求める関係測定ステップと、上記被測定物に上記所定波長のレーザ光を照射して、上記複合材に含まれる上記Ｃｒ3+イオンが発する上記蛍光のピークの絶対波数値を測定しまたは上記蛍光ピークの相対波数値を測定する実測ステップと、上記実測ステップで測定した上記蛍光ピークの絶対波数値または相対波数値から、上記関係測定ステップで求めた各応力値と蛍光ピークの絶対波数値または相対波数値との関係に基づいて、上記被測定物に生じている応力値を得る応力値取得ステップと、を含むを含む応力測定方法である。
【０００７】
前述したように、従来は、基準試料にアルミナセラミック材を用いていた。そして、このアルミナセラミック材からなる基準試料に応力を掛け、既知の応力が掛かっている部位において、レーザ光の照射によってＣｒ3+イオンが発する蛍光のピークの絶対波数値を測定して各応力値と蛍光ピークの絶対波数値との関係、あるいは、蛍光ピークの相対波数値を測定して各応力値と蛍光ピークの相対波数値との関係を求めておく。そして、ジルコニアとアルミナとの複合材（試料）から得られた蛍光ピークの絶対波数値または相対波数値から、アルミナ結晶粒子に掛かる応力を得ていた。このようにすることで、ジルコニアとアルミナとの複合材中のアルミナ結晶粒子自身に掛かっている残留応力を測定することはできる。しかしながら、ジルコニア結晶粒子自身に掛かっている残留応力や、ジルコニアとアルミナとの複合材全体に外部応力を掛けた場合のその外部応力を独立に測定することはできなかった。
【０００８】
これに対し、本発明の応力測定方法では、基準試料として、被測定物自身からなる基準試料または被測定物をなす複合材と同じ組成を有する基準試料を用いる。そして、この基準試料に応力を掛け、既知の応力が掛かっている部位において、レーザ光の照射によってＣｒ3+イオンが発する蛍光のピークの絶対波数値を測定して各応力値と蛍光ピークの絶対波数値との関係、あるいは、蛍光ピークの相対波数値を測定して各応力値と蛍光ピークの相対波数値との関係を求めておく。
【０００９】
この基準試料により得られた各応力値と蛍光ピークの絶対波数値との関係、あるいは、各応力値と蛍光ピークの相対波数値との関係は、既に複合材を形成した時点でアルミナ結晶粒子自身に生じている残留応力の大きさを無視したものとなっている。つまり、他部材からの外力によって複合材に生じている外部応力の大きさと、蛍光ピークの絶対波数値あるいは蛍光ピークの相対波数値との関係が得られている。
【００１０】
例えば、ジルコニアとアルミナとの複合材について考える。この複合材においては、アルミナ結晶粒子自身には、ジルコニア結晶粒子との熱膨張差などの関係で既に何らかの残留応力が掛かっている。従って、アルミナセラミック材中のアルミナ結晶粒子など、他の粒子との関係による残留応力が掛かっていないアルミナ結晶粒子に比して、既に、発生する蛍光のピークの絶対波数値が若干ずれた（シフトした）状態となっている。
しかし、本発明では、複合材からなる基準試料を用いて、各応力値と蛍光ピークの絶対波数値との関係、あるいは、各応力値と蛍光ピークの相対波数値との関係を得ている。これは、蛍光ピークの絶対波数値がずれた状態を前提とし、このアルミナ結晶粒子に掛かっている残留応力の大きさは無視して、複合材が外部から受けている応力の大きさと、蛍光ピークの絶対波数値あるいは蛍光ピークの相対波数値との関係を得たことになる。
【００１１】
これにより、実測試料となる複合材にレーザを照射し、蛍光ピークの絶対波数値あるいは相対波数値を測定すれば、上述の関係を基に、従来のようなアルミナ結晶粒子に生じた応力ではなく、被測定物に生じている応力値を適切に得ることができる。
なお、特に、本発明では、Ｃｒ3+イオンが、レーザ光に照射されたときに生ずる蛍光のうちピークが絶対波数値１４４００ｃｍ-1付近に位置する蛍光を用いている。アルミナ結晶粒子自身に受けた応力値あるいは複合材に生じた応力値と、この蛍光のピークの絶対波数値あるいは相対波数値は、極めて良好な直線関係を有しているので、この蛍光ピークの絶対波数値あるいは相対波数値から、被測定物に生じている応力値を適切に推測することができる。
【００１２】
なお、被測定物をなす複合材の材質としては、Ｃｒ3+イオンを含有するアルミナ結晶粒子がその組成物として分散していればよく、例えば、ジルコニア結晶粒子とアルミナ結晶粒子とが互いに分散したジルコニアとアルミナとの複合材（ジルコニア−アルミナセラミック複合材）など、アルミナ結晶粒子と他のセラミック結晶粒子とが適宜の割合で互いに分散して焼結されたセラミック複合材が挙げられる。また、エポキシ樹脂、ＰＥＴ、アクリル樹脂その他の樹脂にアルミナ結晶粒子を分散した樹脂とアルミナとの複合材、金属中にアルミナ結晶粒子を分散した金属とアルミナとの複合材なども挙げられる。
また、アルミナ結晶粒子に含有されるＣｒ3+イオンは、アルミナの不可避不純物として混入するものを起源とすれば良い。また、このほかに、意図的にＣｒ3+イオンを加えたアルミナ結晶粒子をも用いることができる。
【００１３】
また、測定できる応力としては、被測定物に外部から加えられている外部応力、被測定物が他の材質の部材と同時焼成されるなどにより、他の部材との関係で被測定物内に残留する残留応力や、あるいはこのような残留応力と外部応力との合成応力などが挙げられる。
また、基準試料としては、被測定物自身を基準試料とすることが好ましいが、被測定物の寸法や形態上の制約や、他部材と一体化されているために、応力を掛けて上述の関係を測定する基準試料として用いるには不適切な場合があり得る。この場合には、被測定物をなす複合材と同じ組成を有する基準試料を用いることもできる。この複合材と同じ組成を有する基準試料としては、複合材と成分、原材料、形成工程などを可能な限り同じとして、複合材におけるアルミナ結晶粒子と他の成分との関係と、基準試料におけるアルミナ結晶粒子と他の成分との関係とができるだけ同一となるようにして形成した基準試料を用いるのが好ましい。
例えば、セラミックで言えば、同じ素地を用いて同じ温度条件で焼成したもの、さらに好ましくは同じ工程で焼成したものが挙げられる。
【００１４】
さらに、請求項１に記載の応力測定方法であって、前記被測定物は、前記アルミナ結晶粒子が分散したセラミック複合材からなる応力測定方法とするのが好ましい。
被測定物がセラミック複合材である場合には、被測定物に掛かった応力が、各アルミナ結晶粒子自身にも適切に掛かるから、蛍光ピークの絶対波数値あるいは相対波数値から、被測定物の各所に生じている応力値を正確に推測することができる。
【００１５】
また、請求項１に記載の応力測定方法であって、前記被測定物は、前記アルミナ結晶粒子とジルコニア結晶粒子が互いに分散して、これらを主成分とするアルミナ−ジルコニアセラミック複合材からなる応力測定方法とするのが好ましい。
被測定物がアルミナ−ジルコニアセラミック複合材からなる場合には、アルミナ結晶粒子とジルコニア結晶粒子とが互いに分散した形態となっているため、被測定物に掛かった応力が、各アルミナ結晶粒子自身にも適切に掛かるから、蛍光ピークの絶対波数値あるいは相対波数値から、被測定物の各所に生じている応力値を正確に推測することができる。
しかも、このアルミナ−ジルコニアセラミック複合材は、構造材として用いることができるほか、ジルコニア結晶粒子の持つ固体電解質としての性質を生かすことにより、酸素センサなどのガスセンサ素子、その他の機能素子として用いることができる。従って、被測定物を、構造材や、構造材と機能材の両方を併せ持つ部材として用いた場合に、その耐久性等を考察する上で、本発明の応力測定方法を用いれば、構造材、ガスセンサ素子その他の機能を有する製品の開発に有用となるからである。
【００１６】
さらに、請求項１に記載の応力測定方法であって、前記関係測定ステップは、所定の直方体形状に整形した前記複合材と同じ組成を有する基準試料に、４点曲げ試験方法によって所定の荷重を与え、上記基準試料の荷重方向に沿う側面のうち、４点の荷重点の中心線に沿う仮想線上に線形一軸応力場を生じさせた状態で、上記仮想線上のいずれかの位置に前記レーザ光線を照射して、その照射位置で行う前記蛍光ピークの絶対波数値または相対波数値の測定を、上記照射位置を上記仮想線上に順に移動走査させて複数回行い、各照射位置での応力値と上記蛍光ピークの絶対波数値または相対波数値との関係を得る４点曲げ関係測定ステップである応力測定方法とすると良い。
【００１７】
例えば、ＪＩＳ−Ｒ−１６０１に規定されている４点曲げ試験方法など適当な４点曲げ試験方法によると、試験片（基準試料）の側面のうち、４点の荷重点の中心線に沿う仮想線上は、圧縮応力最大から応力０の部分を介して引張応力最大まで、応力が直線状に変化する線形一軸応力場となることが判っている。そこで、基準試料を４点曲げ試験方法により仮想線上に線形一軸応力場を生じさせた状態で、この仮想線上にレーザを当てて、この仮想線上の各点における蛍光ピークの絶対波数値または相対波数値を測定して各部の応力と対応させれば、圧縮応力から引張応力まで、各応力値と蛍光ピークの絶対波数値または相対波数値との関係を容易に得ることができる。
【００１８】
他の解決手段は、Ｃｒ3+イオンを含有するアルミナ結晶粒子をその組成物の１つとして分散してなる複合材からなる被測定物に生じている応力を測定する応力測定方法であって、上記被測定物に所定波長のレーザ光を照射して、上記複合材に含まれる上記Ｃｒ3+イオンが発する蛍光のうち、絶対波数値１４４００ｃｍ-1付近に位置する蛍光ピークの絶対波数値を測定しまたは所定絶対波数値に対する上記蛍光ピークの相対波数値を測定する実測ステップと、上記実測ステップで測定した上記蛍光ピークの絶対波数値または相対波数値から、予め求めておいた複合材に生じた応力値と蛍光ピークの絶対波数値または相対波数値との関係に基づいて、上記被測定物に生じている応力値を得る応力値取得ステップと、を含む応力測定方法である。
【００１９】
本発明の応力測定方法では、被測定物に関する蛍光ピークの絶対波数値または相対波数値を測定する実測ステップと、被測定物に生じている応力値を得る応力値取得ステップとを有する。この応力値取得ステップでは、予め求めておいた複合材に生じた応力値と蛍光ピークの絶対波数値または相対波数値との関係を用いるから、容易に被測定物に生じている応力値を得ることができる。
【００２０】
なお、複合材に生じた応力値と蛍光ピークの絶対波数値または相対波数値との関係は、予め、何らかの手段で得ておけば良い。例えば、被測定物またはこれを備える物がロット生産に係る場合、ロット生産の初期に、被測定物自身を基準試料とする。あるいは被測定物をなす複合材と同じ組成を有し、複合材と同時に作製した基準試料を用意する。そして、この基準試料に応力を掛け、既知の応力が掛かっている部位に所定波長のレーザ光を照射して、基準試料に含まれるＣｒ3+イオンが発する蛍光のうち絶対波数値１４４００ｃｍ-1付近に位置する蛍光ピークの絶対波数値を測定し、または所定絶対波数値に対する蛍光ピークの相対波数値を測定して、各応力値と蛍光ピークの絶対波数値または相対波数値との関係を求める。そしてこのロットに属する複合材について応力測定を行う場合には、この関係を用いる場合が挙げられる。
また、この関係を求めるのを、ロット毎ではなく、製品設計や試作段階で求めておき、この関係を継続して使用する場合も挙げられる。また、関係の同一性が得られる場合には、他の複合材について用いた応力値と蛍光ピークの絶対波数値との関係などを流用したり、これから推測して得た関係を用いたりすることもできる。
いずれにしても、測定対象となる被測定物が特定され、応力値取得ステップにより被測定物に生じている応力値を得る段階で、複合材に生じた応力値と蛍光ピークの絶対波数値または相対波数値との関係としてどれを用いるかが特定されている状態となっていればよい。
【００２１】
さらに、請求項３に記載の応力測定方法であって、前記応力値取得ステップは、前記複合材に生じた応力値と蛍光ピークの絶対波数値または相対波数値との関係として、前記被測定物自身からなる基準試料または上記複合材と同じ組成を有する基準試料を用意し、この基準試料に応力を掛け、既知の応力が掛かっている部位に前記所定波長のレーザ光を照射して、上記基準試料に含まれる前記Ｃｒ3+イオンが発する前記蛍光のピークの絶対波数値を測定しまたは上記蛍光ピークの相対波数値を測定して求めた基準試料に生じる各応力値と上記蛍光ピークの絶対波数値または相対波数値との関係を用いる応力測定方法とすると良い。
【００２２】
本発明では、複合材に生じた応力値と蛍光ピークの絶対波数値との関係、あるいは応力値と蛍光ピークの相対波数値との関係として、被測定物自身からなる基準試料または複合材と同じ組成を有する基準試料を用意し、この基準試料に応力を掛けて実測した関係を用いる。従って、複合材に生じた応力値と蛍光ピークの絶対波数値との関係、あるいは応力値と蛍光ピークの相対波数値との関係として、複合材の組成（成分や結晶粒子の大きさ分布、その他）等を反映した状態での応力値と蛍光ピークの絶対波数値との関係などが得られるので、応力値取得ステップで被測定物に生じている応力値を得るにあたり、特に適切に応力値を得ることができる。
【００２３】
さらに、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の応力測定方法を用いた前記被測定物または上記被測定物を備える物の検査工程を含む被測定物または被測定物を備える物の製造方法とすると良い。
【００２４】
本発明の被測定物または被測定物を備える物の製造方法では、被測定物または被測定物を備える物について、応力測定方法を用いた検査工程を含んでいる。従って、被測定物または被測定物を備える物において、被測定物に掛かっている応力を適切に検査することができる。このようにして、被測定物あるいは被測定物を備える物の応力を検査しその適否を判定することで、信頼性の高い被測定物あるいは被測定物を備える物を生産することができる。
なお、検査工程としては、全数検査のほか、ロット毎その他適宜の間隔による抜き取り検査を行うことでも良い。
【００２５】
さらに他の解決手段は、第１部材と第２部材とを含む被測定物における、第１部材のうち１または複数の第１所定部位、及び第２部材のうち１または複数の第２所定部位に生じている応力を測定する応力測定方法であって、上記第１部材は、Ｃｒ3+イオンを含有するアルミナ結晶粒子をその組成物の１つとして分散してなる第１複合材からなり、上記第２部材は、Ｃｒ3+イオンを含有するアルミナ結晶粒子からなるアルミナセラミック材またはＣｒ3+イオンを含有するアルミナ結晶粒子をその組成物の１つとして分散してなり、上記第１複合材とは異なる組成を有する第２複合材からなり、上記第１部材自身からなる第１基準試料または上記第１複合材と同じ組成を有する第１基準試料を用意する第１基準試料準備ステップと、上記第２部材自身からなる第２基準試料または上記アルミナセラミック材もしくは上記第２複合材と同じ組成を有する第２基準試料を用意する第２基準試料準備ステップと、上記第１基準試料に応力を掛け、既知の応力が掛かっている部位に所定波長のレーザ光を照射して、上記第１基準試料に含まれる上記Ｃｒ3+イオンが発する蛍光のうち、絶対波数値１４４００ｃｍ-1付近に位置する蛍光ピークの絶対波数値を測定しまたは所定絶対波数値に対する上記蛍光ピークの相対波数値を測定して、各応力値と上記蛍光ピークの絶対波数値または相対波数値との第１関係を求める第１関係測定ステップと、上記第２基準試料に応力を掛け、既知の応力が掛かっている部位に上記所定波長のレーザ光を照射して、上記第２基準試料に含まれる上記Ｃｒ3+イオンが発する上記蛍光のピークの絶対波数値を測定しまたは上記蛍光ピークの相対波数値を測定して、各応力値と上記蛍光ピークの絶対波数値または相対波数値との第２関係を求める第２関係測定ステップと、上記被測定物の上記第１所定部位及び第２所定部位に上記所定波長のレーザ光を照射して、上記第１部材及び上記第２部材に含まれる上記Ｃｒ3+イオンが発する上記蛍光のピークの絶対波数値を測定しまたは上記蛍光ピークの相対波数値を測定する実測ステップと、上記実測ステップで測定した上記蛍光ピークの絶対波数値または相対波数値から、上記第１所定部位については、上記第１関係に基づいて、上記第２所定部位については、上記第２関係に基づいて、上記被測定物の上記第１所定部位及び第２所定部位に生じている応力値を得る応力値取得ステップと、を含む応力測定方法である。
【００２６】
本発明の応力測定方法では、いずれもアルミナ結晶粒子を含む第１部材及び第２部材とを含む被測定物について、第１基準試料を用いて第１関係を、第２基準試料を用いて第２関係をそれぞれ求めた上で、実測ステップで測定した蛍光ピークの絶対波数値または相対波数値から、第１部材の第１所定部位及び第２部材の第２所定部位にそれぞれ生じている応力値を得る。
従って、第１部材の第１所定部位及び第２部材の第２所定部位にそれぞれ生じている応力を、それぞれ適切に測定することができる。さらには、２つの部材（第１部材と第２部材）の間の応力関係についても適切に測定することができる。
【００２７】
なお、第１部材をなす第１複合材としては、Ｃｒ3+イオンを含有するアルミナ結晶粒子がその組成物として分散していればよく、例えば、ジルコニア結晶粒子とアルミナ結晶粒子とが互いに分散したジルコニアとアルミナとの複合材（ジルコニア−アルミナセラミック複合材）など、アルミナ結晶粒子と他のセラミック結晶粒子とが適宜の割合で互いに分散して焼結されたセラミック複合材が挙げられる。また、エポキシ樹脂、ＰＥＴ、アクリル樹脂その他の樹脂にアルミナ結晶粒子を分散した樹脂とアルミナとの複合材、金属中にアルミナ結晶粒子を分散した金属とアルミナとの複合材などを用いることもできる。
また、第２部材は、Ｃｒ3+イオンを含有するアルミナ結晶粒子からなるアルミナセラミック材、あるいは、Ｃｒ3+イオンを含有するアルミナ結晶粒子をその組成物の１つとして分散してなり、第１複合材とは異なる組成を有する第２複合材を用いる。これらのうち、第２複合材としては、第１複合材と同じく、Ｃｒ3+イオンを含有するアルミナ結晶粒子がその組成物として分散していればよく、例えば、セラミック複合材や、樹脂とアルミナとの複合材、金属とアルミナとの複合材などが挙げられる。
【００２８】
なお、第１複合材とは異なる組成を有する第２複合材としては、第１複合材とは構成される元素あるいは元素の比率が異なるという場合のみならず、アルミナ結晶粒子の粒径の大きさや、粒径分布その他、複合材の構成態様などが異なる場合をも含む。つまり、第１複合材と、元素組成としては同一であっても、焼成温度その他が異なることによって、アルミナ結晶粒子の粒径が異なる、他のセラミック結晶粒子（ジルコニア結晶粒子）の粒径が異なるなどの違いが生じている場合をも含む。
【００２９】
また、第１部材と第２部材とを含む被測定物としては、第１部材と第２部材とを含む物であればよいが、例えば、アルミナを含んだジルコニアセラミック（第１部材）と、アルミナセラミックまたはジルコニアを含んだアルミナセラミック（第２部材）とが界面を介して接する構造を有する構造体が挙げられる。
なお、このような構造を有する構造体の具体例としては、酸素センサなどのガスセンサ素子が挙げられる。
【００３０】
また、被測定物において、第１部材と第２部材とは、互いに離間して配置されていても良い。逆に、第１部材と第２部材とが界面を介して互いに接していても良い。また、この場合には、界面を介して第１部材と第２部材とが互いに当接しているだけでも良いし、逆に、互いに固着されていても良い。
【００３１】
さらに、測定を行う第１部材の第１所定部位と第２部材の第２所定部位とは、互いに離れた位置であっても良い。一方、第１部材と第２部材とが界面を介して互いに接している場合には、この界面を介して、第１部材の第１所定部位と第２部材の第２所定部位とが隣り合う位置であっても良い。
さらに、第１所定部位も第２所定部位も複数箇所であっても良いことから、例えば、界面を跨いで複数の第１所定部位と第２所定部位とを直線状に配置し、第１部材と第２部材に生じている応力を、界面を跨いで仮想線上を連続して測定する（線分析）ようにしても良い。また、界面を介して接する第１部材と第２部材とを含む領域内の多数の第１所定部位と第２所定部位について応力を測定する（面分析）ようにしても良い。
【００３２】
さらに、請求項６に記載の応力測定方法であって、前記被測定物は、前記第１部材と第２部材とが界面を介して接しており、前記実測ステップは、前記第１所定部位及び第２所定部位は、上記第１部材と第２部材との界面近傍の界面近傍第１部位及び界面近傍第２部位をそれぞれ含む応力測定方法とすると良い。
【００３３】
本発明の応力測定方法では、界面近傍の界面近傍第１部位及び界面近傍第２部位について、応力を測定する。これにより、例えば、界面近傍第１部位と界面近傍第２部位との間で、どの程度、応力状態が急変しているかを知ることができる。これにより、破壊の起点となりやすいなど、各種の現象を起こしやすい界面付近における応力についての情報を適切に得ることができる。
なお、界面を含む領域における応力の分析としては、上述のような界面を跨ぐ仮想線に沿って応力を連続的に計測したり（線分析）、界面を含む領域内の多数点について応力を計測する（面分析）のが好ましい。
【００３４】
さらに、請求項７に記載の応力測定方法であって、前記被測定物は、前記第１部材と第２部材とが界面を介して固着されてなる応力測定方法とするのが好ましい。
このように、固着された界面近傍の界面近傍第１部位及び界面近傍第２部位をについて、応力を測定すると、特に破壊の起点となりやすいなど、各種の現象を起こしやすい互いに固着された界面付近における応力についての情報を適切に得ることができる。
【００３５】
さらに、請求項６または請求項７に記載の応力測定方法であって、前記第１関係測定ステップは、所定の直方体形状に整形した前記第１基準試料に、４点曲げ試験方法によって所定の荷重を与え、上記第１基準試料の荷重方向に沿う側面のうち、４点の荷重点の中心線に沿う仮想線上に線形一軸応力場を生じさせた状態で、上記仮想線上のいずれかの位置に前記レーザ光線を照射して、その照射位置で行う前記蛍光ピークの絶対波数値または相対波数値の測定を、上記照射位置を上記仮想線上に順に移動走査させて複数回行い、各照射位置での応力値と上記蛍光ピークの絶対波数値または相対波数値との前記第１関係を得る４点曲げ第１関係測定ステップであり、前記第２関係測定ステップは、所定の直方体形状に整形した前記第２基準試料に、上記４点曲げ試験方法によって所定の荷重を与え、上記第２基準試料の荷重方向に沿う側面のうち、４点の荷重点の中心線に沿う仮想線上に線形一軸応力場を生じさせた状態で、上記仮想線上のいずれかの位置に前記レーザ光線を照射して、その照射位置で行う上記蛍光ピークの絶対波数値または相対波数値の測定を、上記照射位置を上記仮想線上に順に移動走査させて複数回行い、各照射位置での応力値と上記蛍光ピークの絶対波数値または相対波数値との前記第２関係を得る４点曲げ第２関係測定ステップである応力測定方法とすると良い。
【００３６】
前述したように、ＪＩＳ−Ｒ−１６０１に規定されている４点曲げ試験方法など適当な４点曲げ試験方法によると、試験片（基準試料）の側面のうち、４点の荷重点の中心線に沿う仮想線上は、圧縮応力最大から応力０の部分を介して引張応力最大まで、応力が直線状に変化する線形一軸応力場となることが判っている。
そこで、第１基準試料及び第２基準試料についてそれぞれ４点曲げ試験方法により仮想線上に線形一軸応力場を生じさせた状態で、この仮想線上にレーザを当てて、この仮想線上の各点における蛍光ピークの絶対波数値または相対波数値を測定して各部の応力と対応させれば、圧縮応力から引張応力まで、各応力と蛍光ピークの絶対波数値または相対波数値との第１関係及び第２関係を容易に得ることができる。
【００３７】
さらに他の解決手段は、第１部材と第２部材とを含む被測定物における、第１部材のうち１または複数の第１所定部位及び第２部材のうち１または複数の第２所定部位に生じている応力を測定する応力測定方法であって、上記第１部材は、Ｃｒ3+イオンを含有するアルミナ結晶粒子をその組成物の１つとして分散してなる第１複合材からなり、上記第２部材は、Ｃｒ3+イオンを含有するアルミナ結晶粒子からなるアルミナセラミック材またはＣｒ3+イオンを含有するアルミナ結晶粒子をその組成物の１つとして分散してなり、上記第１複合材とは異なる組成を有する第２複合材からなり、上記被測定物の上記第１所定部位及び第２所定部位に、所定波長のレーザ光を照射して、上記第１部材及び上記第２部材に含まれる上記Ｃｒ3+イオンが発する蛍光のうち、絶対波数値１４４００ｃｍ-1付近に位置する蛍光ピークの絶対波数値を測定し、または所定絶対波数値に対する上記蛍光ピークの相対波数値を測定する実測ステップと、上記実測ステップで測定した上記蛍光ピークの絶対波数値または相対波数値から、上記第１所定部位については、予め求めておいた上記第１複合材に生じた応力値と蛍光ピークの絶対波数値または相対波数値との第１関係に基づいて、上記第２所定部位については、予め求めておいた上記アルミナセラミック材もしくは第２複合材に生じた応力値と蛍光ピークの絶対波数値または相対波数値との第２関係に基づいて、上記被測定物の上記第１所定部位及び第２所定部位に生じている応力値を得る応力値取得ステップと、を含む応力測定方法である。
【００３８】
本発明の応力測定方法では、第１部材及び第２部材に関する蛍光ピークの絶対波数値または相対波数値を測定する実測ステップと、第１部材の第１所定部位及び第２部材の第２所定部位に生じている応力値を得る応力値取得ステップとを有する。この応力値取得ステップでは、第１所定部位については予め求めておいた第１関係を用い、第２所定部位については予め求めておいた第２関係を用いる。従って、容易に第１所定部位及び第２所定部位に生じている応力値を得ることができる。
【００３９】
なお、第１複合材に生じた応力値と蛍光ピークの絶対波数値または相対波数値との第１関係、及びアルミナセラミック材もしくは第２複合材に生じた応力値と蛍光ピークの絶対波数値または相対波数値との第２関係は、予め、何らかの手段で得ておけば良い。例えば、被測定物がロット生産に係る場合、ロット生産の初期に、第１部材を第１基準試料とし、あるいはこの第１部材をなす第１複合材と同じ組成を有し、第１部材と同時に作製した第１基準試料を用意する。またこれと共に、第２部材自身を第２基準試料とし、あるいは第２部材をなすアルミナセラミック材もしくは第２複合材と同じ組成を有し、第２部材と同時に作製した第２基準試料を用意する。その上で、これら第１，第２基準試料にそれぞれ応力を掛け、既知の応力が掛かっている部位に所定波長のレーザ光を照射する。そして、第１，第２基準試料に含まれるＣｒ3+イオンが発する蛍光のうち、絶対波数値１４４００ｃｍ-1付近に位置する蛍光ピークの絶対波数値を測定し、または所定絶対波数値に対する蛍光ピークの相対波数値を測定して、各応力値と蛍光ピークの絶対波数値または相対波数値との第１関係及び第２関係を求める。そしてこのロットに属する第１部材、第２部材について応力測定を行う場合には、この第１関係及び第２関係を用いる場合が挙げられる。
また、これら第１，第２関係を求めるのを、ロット毎ではなく、製品設計や試作段階で求めておき、これら第１，第２関係を継続して使用する場合も挙げられる。また、関係の同一性が得られる場合には、他の複合材について用いた応力値と蛍光ピークの絶対波数値との第１，第２関係などを流用したり、これから推測して得た第１，第２関係を用いたりすることもできる。
いずれにしても、被測定物のうちの第１部材及び第２部材が特定され、応力値取得ステップにより第１所定部位及び第２所定部位に生じている応力値を得る段階で、第１所定部位（第１部材）及び第２所定部位（第２部材）に生じた応力値と蛍光ピークの絶対波数値または相対波数値との関係としてどれを用いるかが特定されている状態となっていればよい。
【００４０】
さらに、請求項９に記載の応力測定方法であって、前記応力値取得ステップは、前記第１複合材に生じた応力値と前記蛍光ピークの絶対波数値または相対波数値との第１関係として、前記第１部材自身からなる第１基準試料または上記第１複合材と同じ組成を有する第１基準試料を用意し、この第１基準試料に応力を掛け、既知の応力が掛かっている部位に前記所定波長のレーザ光を照射して、上記第１基準試料に含まれる前記Ｃｒ3+イオンが発する前記蛍光のピークの絶対波数値を測定しまたは上記蛍光ピークの相対波数値を測定して求めた第１基準試料に生じる各応力値と上記蛍光ピークの絶対波数値または相対波数値との関係を用い、前記第２複合材に生じた応力値と上記蛍光ピークの絶対波数値または相対波数値との第２関係として、前記第２部材自身からなる第２基準試料または上記アルミナセラミック材もしくは第２複合材と同じ組成を有する第２基準試料を用意し、この第２基準試料に応力を掛け、既知の応力が掛かっている部位に上記所定波長のレーザ光を照射して、上記第２基準試料に含まれる上記Ｃｒ3+イオンが発する上記蛍光のピークの絶対波数値を測定しまたは上記蛍光ピークの相対波数値を測定して求めた第２基準試料に生じる各応力値と上記蛍光ピークの絶対波数値または相対波数値との関係を用いる応力測定方法である。
【００４１】
本発明では、第１複合材に生じた応力値と蛍光ピークの絶対波数値または相対波数値との第１関係として、第１部材自身からなる第１基準試料または第１複合材と同じ組成を有する第１基準試料を用意し、この第１基準試料に応力を掛けて実測した第１関係を用いる。
また、第２複合材に生じた応力値と蛍光ピークの絶対波数値または相対波数値との第２関係として、第２部材自身からなる第２基準試料またはアルミナセラミック材もしくは第２複合材と同じ組成を有する第２基準試料を用意し、この第２基準試料に応力を掛けて実測した第２関係を用いる。
従って、第１関係及び第２関係として、それぞれ、第１複合材及び第２複合材の組成（成分や結晶粒子の大きさ分布、その他）等を反映した状態での応力値とピーク絶対波数値との関係などが得られるので、応力値取得ステップで、第１所定部位及び第２所定部位に生じている応力値を得るにあたり、特に適切に応力値を得ることができる。
【００４２】
さらに、請求項６〜請求項１０のいずれか１項に記載の応力測定方法を用いた前記被測定物の検査工程を含む被測定物または被測定物を備える物の製造方法とすると良い。
【００４３】
本発明の被測定物または被測定物を備える物の製造方法では、被測定物についての応力測定方法を用いた検査工程を含んでいる。従って、被測定物または被測定物を備える物において、第１部材の第１所定部位及び第２部材の第２所定部位に掛かっている応力を適切に検査することができる。このようにして、被測定物または被測定物を備える物における応力を検査しその適否を判定することで、信頼性の高い被測定物または被測定物を備える物を生産することができる。
なお、検査工程としては、全数検査のほか、ロット毎その他適宜の間隔による抜き取り検査を行うことでも良い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
本発明の実施の形態を、図１〜図８を参照して、以下に説明する。
まず、本実施形態に使用する波数測定装置１００を、図１を参照して説明する。この波数測定装置１００は、京都工芸繊維大学の工芸学部物質工学科セラミック物理学研究室（Pezzotti教授）が有するラマン分光分析装置である。この波数測定装置１００では、Ａｒイオンレーザ２０（波長488nm)のレーザ光を、顕微光学系３０でＸ−Ｙテーブル７０上に載置した測定試料ＳＭに導き照射する。その反射光を再び顕微光学系３０で受け、分光器４０に導く。なお、この分光器４０には、高精度のトリプルモノクロメータ（T-64000，Jobin-Yvon／HoribaGroup ISA製）を用いている。更にこの分光器１４０は、Ｃｒ3+イオンの蛍光ピークのような安定かつ高強度なピークを対象とした場合、測定温度の管理や機械的なバラツキ抑制のため、ネオンランプ光源からの光線を分光して得たリファレンスピークをモニタし、これを用いてピーク補正するなど測定条件の最適化を行う等の改良が施されており、その分解能が０．０１ｃｍ−１にまで高められている。反射光のうち分光器４０で分光された光は、一次元ラインセンサとなるＣＣＤアレイ５０に入力される。ＣＣＤアレイ５０では、各ＣＣＤ素子に入射する光の波長（波数）が異なることから、各ＣＣＤ素子の出力を得ることで、各波長（波数）毎の光の強度が測定できる。即ち、スペクトル強度分布が測定できることとなる。これをコンピュータ６０に取り込み、更に処理を行う。
【００４５】
ところで、前述したように、アルミナ結晶粒子には、アルミニウムイオンの不可避不純物としてわずかにＣｒ3+イオンを含むことが判っている。ところで、このＣｒ3+イオンを含むアルミナ結晶粒子に６９４ｎｍ以下（例えば、488nmや514nm）の波長を有するレーザ光を照射すると、Ｃｒ3+イオンがそのピークの絶対波数値約１４４００ｃｍ-1の蛍光を発すること、この蛍光のピークの絶対波数値は、アルミナ結晶粒子に掛かる応力の大きさに応じて変化することが判っている。このことから、蛍光のピークの絶対波数値を測定すれば、アルミナ結晶粒子に掛かっている応力の大きさを推定することができる。
【００４６】
本実施形態でもこれを利用して、試料１０（図６（ａ）参照）に生じている応力を測定する。この試料１０は、図６（ａ）に示すように、厚みｔ＝９００μｍ、幅Ｗ＝４．０ｍｍ、奥行きＤ＝５．０ｍｍの直方体形状をなしている。この試料１０は、第１セラミック層１，第２セラミック層２，及び第３セラミック層３がそれぞれ積層され同時焼成されてなる積層体である。このうち、第１セラミック層１と第３セラミック層３とは、それぞれアルミナ結晶粒子とジルコニア結晶粒子とが互いに分散した９７wt％アルミナ−ジルコニア複合材からなり、第２セラミック層２は、２０wt％アルミナ−ジルコニア複合材からなる。なお、各層の厚さｔ１，ｔ２，ｔ３は、それぞれ３９０μｍ、１２０μｍ、３９０μｍである。
【００４７】
この試料１０では、このようにアルミナ−ジルコニア複合材としては共通するが、アルミナの含有量が異なるため、第１，第３セラミック層１，３で、異種材である第２セラミック層２を挟んだ形態となっている。
一般に、アルミナ結晶粒子とジルコニア結晶粒子とは熱膨張率が異なる（一般に、アルミナ結晶粒子よりジルコニア結晶粒子の熱膨張率が大きい）ため、アルミナ−ジルコニア複合材を単体で焼結した場合には、焼結後の冷却過程で熱膨張差によって、アルミナ結晶粒子には圧縮の残留応力が、ジルコニア結晶粒子には引張の残留応力が掛かった状態となる。
【００４８】
さらに、同じアルミナ−ジルコニア複合材であっても、アルミナの含有量が異なる場合には、それぞれの熱膨張率が異なる。一般的には、アルミナの含有量が大きくなるほど熱膨張率が低くなるため、アルミナ含有量の異なる異種のアルミナ−ジルコニア複合材を積層して同時焼結すると、熱膨張差が生じるため、アルミナ含有量の多いアルミナ−ジルコニア複合材には、圧縮応力がアルミナ含有量の少ないアルミナ−ジルコニア複合材から掛けられることとなる。逆に、アルミナ含有量の少ないアルミナ−ジルコニア複合材には、引張応力がアルミナ含有量の多いアルミナ−ジルコニア複合材から掛けられることとなる。これらの応力は、全体としては残留応力であるが、それぞれの複合材からすれば外力として作用していることになる。
従って、この試料１０においても、第２セラミック層２には、第１，第３セラミック層１，３により引張応力が掛かり、この逆に、第１，第３セラミック層１，３には、第２セラミック層２により圧縮応力が掛かると予測される。
【００４９】
そこで、本実施形態では、まず、第１，第３セラミック層１，３と同じ組成を有する第１基準試料ＳＢ１を用意する。また、第２セラミック層２と同じ組成を有する第２基準試料ＳＢ２を用意する。ついで、第１基準試料ＳＢ１に応力を掛けつつレーザ光を照射し蛍光を測定して、応力値と蛍光ピークの相対波数値との第１関係を求める。同様に、第２基準試料ＳＢ２に応力を掛けつつレーザ光を照射し蛍光を測定して、応力値と蛍光ピークの相対波数値との第２関係を求める。さらに、試料１０の第１，第２，第３セラミック層１，２，３の所定部位にレーザ光を照射して蛍光を測定し、蛍光ピークの相対波数値を測定する。その後、測定した蛍光ピークの相対波数値から、第１，第２関係に基づいて、第１，第２，第３セラミック層１，２，３の所定部位に生じている応力値を得る。以下に具体的な方法を説明する。
【００５０】
まず、第１，第３セラミック層１，３と同じく、９７wt％アルミナ−ジルコニア複合材からなる第１基準試料ＳＢ１、及び、第２セラミック層２と同じく、２０wt％アルミナ−ジルコニア複合材からなる第２基準試料ＳＢ２、その他の基準試料を以下のようにして作製した。
即ち、原料粉末としてアルミナ粉末と5mol%Ｙ2Ｏ3含有安定化ジルコニア粉末とを様々なアルミナ質量分率で秤量し、ボールミル混合し、成形後、大気雰囲気下で、１５００℃×１Ｈｒで焼成した。その後、３×４×４０ｍｍの直方体の試験片形状に加工し、さらに１２００℃×１Ｈｒのアニールを行って、第１基準試料ＳＢ１、第２基準試料ＳＢ２、及びその他の基準試料を得た。なお、アニールを行うのは、加工による歪みを除去するためである。
【００５１】
ついで、これらの基準試料を用いて、これらの基準試料に掛かっている応力値と、基準の絶対波数値（２０４９１ｃｍ-1：Arイオンレーサ゛光の波数）に対する蛍光のピークの相対波数値との関係を、以下のようにして求める。
なお、本実施形態で用いた波数測定装置１００は、ラマン分光分析装置であるため、光の波数値を絶対波数値で表示するのではなく、試料に照射したＡｒイオンレーザのレーザ光（波長４８８ｎｍ）の持つ絶対波数値（κａ＝２０４９１ｃｍ-1）を基準とするる相対波数値κｓで表示するように設計されている。このため、本実施形態においても、光の波数を、絶対波数値κａではなく、相対波数値κｓで表すこととする。
容易に理解できるように、基準とした絶対波数値（κａ＝２０４９１ｃｍ-1）から相対波数値（κｓ＝約６０８７ｃｍ-1）を差し引けば、蛍光ピークの絶対波数値（κａ＝約１４４００ｃｍ-1）が得られる。
【００５２】
まず、この第１基準試料ＳＢ１等に応力を付加する手段について説明する。本実施形態では、ＪＩＳ−Ｒ−１６０１に従い、図２に示すように、第１基準試料ＳＢ１等に４点曲げ方式による応力を加えるため、４点曲げ応力付加ジグ８０を用いる。このジグ８０は、図中上方に位置する第１台座８１とこれより下方に位置する第２台座８２との間に、上部スパンＬ１の間隔を置いて、直径２ｍｍφの円柱コロ８３ａ，８３ｂを配置する。また、下部スパンＬ２の間隔を置いて、同じく直径２ｍｍφの円柱コロ８４ａ，８４ｂを配置する。さらに、これら２対の円柱コロ８３ａ，８３ｂ，及び８４ａ，８４ｂの間に、２対の円柱コロ８３ａ，８３ｂ，及び８４ａ，８４ｂが左右対称に配置されるようにして、第１，第２基準試料ＳＢ１，ＳＢ２等を配置し、ロードセル９１を介してプッシャ８５で荷重Ｐを掛ける。これにより、第１基準試料ＳＢ１等は、いわゆる４点曲げによる応力が掛けられる。なお、ロードセル９１の出力は、チャージアンプ９０を通じて、コンピュータ６０に入力される（図１参照）。
【００５３】
各基準試料に掛かる応力の分布は、基準試料側面の仮想中心線（破線Ａ−Ｏ−Ｂで示す）上において、線形の１軸応力場となることが判っており、図２の拡大図に示すように、中心Ｏよりも図中下方では引張応力、図中上方では圧縮応力となる。また、仮想中心線の下端Ｂにおける最大引張応力値σtmaxは、σtmax＝３Ｐ（Ｌ２−Ｌ１）／（２Ｗｓ・Ｔｓ2）で与えられる。
なお、上式において、Ｐは荷重、Ｌ１は上部スパン（＝１０ｍｍ）、Ｌ２は下部スパン（＝３０ｍｍ）、Ｗｓは基準試料の幅（＝３ｍｍ）、Ｔｓは基準試料の厚み（＝４ｍｍ）である。
従って、基準試料側面の仮想中心線Ａ−Ｏ−Ｂ上では、その位置が判れば、その位置で基準試料に掛かっている応力の大きさも判ることとなる。
【００５４】
そこで、基準試料に荷重Ｐをかけ続けた状態の４点曲げ応力付加ジグ８０を、Ｘ−Ｙテーブル７０に載置し、この基準試料側面の仮想中心線Ａ−Ｏ−Ｂ上に、波数測定装置１００を用いて、Ａｒイオンレーザ光を照射する。なお、レーザ光のスポット径は２μｍφ、出力２００ｍＷとした。
【００５５】
さらに、反射光を分光し、Ｃｒ3+イオンが発する蛍光のスペクトル強度分布を求める（図３参照）。ついで、このスペクトル分布から、そのピークＰＫの位置を求める。なお、本実施形態では、蛍光のスペクトル強度分布からそのピークＰＫの相対波数値を求めるのに、この分布が、ローレンシアン及びガウシアンの混合であるとして、公知のソフトウェア（Grams386、Galactic Co.製）を用いた。
【００５６】
さらにその上で、Ｘ−Ｙテーブル７０により、ジグ８０と共に基準試料を移動させて、レーザ光のスポット照射位置を仮想中心線Ａ−Ｏ−Ｂ上に沿って移動させ、各点における応力値と、蛍光ピークの相対波数値との関係を得た。結果を図４に示す。このようにすると、レーザ光の照射位置を仮想中心線Ａ−Ｏ−Ｂ上に沿って移動させつつ、蛍光ピークの相対波数値を計測するだけで、蛍光ピークの相対波数値と様々な応力値との関係が得られるので、両者間の関係データの取得が極めて容易である。
【００５７】
この図４では、左側の縦軸には、アルミナ１００％の基準試料（１００Ａと表示）における、外部応力０の点で得られた蛍光ピークの相対波数値（κｓ＝６０８５．３ｃｍ-1：絶対波数値κａ＝14405.7cm-1）を基準点（△κ＝０）として、波数値のシフト量△κで示してある。一方、右側の縦軸は、相対波数値κｓ及び絶対波数値κａで示してある。
この図４には、アルミナ１００％の基準試料（１００Ａと表示）のほか、９７wt%、７０wt%、５０wt%、２９wt%、３wt%（図中、９７Ａ，７０Ａ，５０Ａ，２０Ａ，３Ａと表示）の場合を示してある。なお、９７Ａで示すグラフが第１基準試料ＳＢ１に係る結果であり、２０Ａで示すグラフが第２基準試料ＳＢ２に係る結果である。
これらの結果から、応力値と蛍光ピークの相対波数値との関係は、一次式の関係となることが予測できる。また、各測定点がほぼ直線状に並んでいることから、応力値と蛍光ピークの相対波数値との間には極めて強い相関関係があり、高い精度で相互に値を変換できることが予測できる。なお、応力値と蛍光ピークの絶対波数値との関係も同様である。
【００５８】
そこで、図５において、このうち、第１基準試料ＳＢ１に係る結果（９７Ａと表示）、第２基準試料ＳＢ２に係る結果（２０Ａと表示）、及びアルミナ１００％の基準試料に係る関係（１００Ａと表示）のみを抜き出して表示した。これと共に、第１基準試料ＳＢ１に係る応力値と蛍光ピークの相対波数値との第１関係、及び第２基準試料ＳＢ２に係る応力値と蛍光ピークの相対波数値との第２関係を、回帰直線の式を算出して得た。
第１関係：Ｆｓ１＝−0.0029×3×ＳＴ＋6085.5  …式（１）
第２関係：Ｆｓ２＝−0.0025×3×ＳＴ＋6088.8  …式（２）
なお、Ｆｓ１，Ｆｓ２は蛍光ピークの相対波数値(ｃｍ-1)であり、ＳＴは応力値（ＭＰａ）である。また、これらの関係式のうち、「−0.0029」及び「−0.0025」は、圧電分光係数（Piezo spectroscpic coefficient)に相当する。また、応力値ＳＴに掛ける係数「３」は、上述の４点曲げにおいて生じる応力場は１軸応力場であったのに対して、後述する実測の試料において生じている応力場は３軸応力場であるため、この違いを調整する係数である。各測定点と式（１）の相関係数Ｒ2は、Ｒ2＝0.9979であり、各測定点と式（２）の相関係数Ｒ2は、Ｒ2＝0.9629である。このことから、いずれの関係式（１），（２）においても、応力値ＳＴと蛍光ピークの相対波数値Ｆｓ１，Ｆｓ２との間には極めて強い相関関係があり、この関係式を用いれば、蛍光ピークの相対波数値Ｆｓ１，Ｆｓ２と応力値ＳＴとを高い精度で相互に値を変換できることが判る。
なお容易に理解できるように、相対波数値ではなく、絶対波数値を用いる場合には、第１，第２関係として下記式（１）’、及び（２）’を用いればよい。
第１関係：Ｆａ１＝0.0029×3×ＳＴ＋14405.5  …式（１）’
第２関係：Ｆａ２＝0.0025×3×ＳＴ＋14402.2  …式（２）’
ここで、Ｆａ１，Ｆａ２は蛍光ピークの絶対波数値（ｃｍ-1)である。
【００５９】
その後、試料１０にレーザ光を照射し、試料１０の各部に生じている応力の値を測定する。前述したように、この試料１０は、厚みｔ＝９００μｍ、幅Ｗ＝４．０ｍｍ、奥行きＤ＝５．０ｍｍの直方体形状をなしている（図６（ａ）参照）。
この試料１０のうち、第１，第３セラミック層１，３は、第１基準試料ＳＢ１と同じく、９７wt％アルミナ−ジルコニア複合材からなる。また、第２セラミック層２は、第２基準試料ＳＢ２と同じく、２０wt％アルミナ−ジルコニア複合材からなる。この試料１０は、以下のようにして作製した。
即ち、原料粉末として、アルミナ粉末と5mol%Ｙ2Ｏ3含有安定化ジルコニア粉末とを９７wt%と３wt%との割合となるように秤量し、これらを公知の溶剤、バインダーと共にボールミル混合し、公知のグリーンシート製法によって、所定厚さの第１シート（図示しない）を製作する。同様に、アルミナ粉末と5mol%Ｙ2Ｏ3含有安定化ジルコニア粉末とを２０wt%と８０wt%との割合となるように秤量し、同様にして所定厚さの第２シート（図示しない）を製作する。ついで、２枚の第１シートで第２シートを挟むように重ね、これらを熱圧着して未焼成積層体（図示しない）とし、幅５ｍｍ，長さ５０ｍｍに切断する。その後、加熱して脱脂後、第１，第２基準試料ＳＢ１，ＳＢ２と同じく、大気雰囲気下で、１５００℃×１Ｈｒで焼成した。焼成後、さらに、切断、研磨加工を施し、１２００℃×１Ｈｒのアニールを行って、試料１０を得た。なお、４ｍｍ×９００μｍの側面には、鏡面研磨加工が施してある。
【００６０】
この試料１０を、波数測定装置１００のＸ−Ｙテーブル７０上の所定位置に載置して測定を行った。具体的には、Ｘ−Ｙテーブル７０を順次移動させて、この試料１０のうち鏡面研磨された測定面ＭＳ（４ｍｍ×９００μｍの側面）の幅方向ほぼ中央部分について、図６（ｂ）に示すように、第１セラミック層１と第２セラミック層２の第１界面ＩＦ１に直交する直線状の仮想測定ラインＭＬ上に沿ってレーザ光を照射し、第１，第２，第３セラミック層１，２，３それぞれにおける蛍光ピークの相対波数値Fｓ１，Ｆｓ２を測定した。なお、レーザ光のスポット径は２μｍφ、出力２００ｍＷとした。
【００６１】
この測定によって得られた結果を、図７に示す。このグラフでは、横軸を第１界面ＩＦ１からの距離（μｍ）とし、この第１界面ＩＦ１から第１セラミック層１側に向かう方向（図６（ｂ）において下向き）を正としている。また、縦軸を相対波数値κｓとしている。この図７の結果から、第１界面ＩＦ１の両側で、蛍光ピークの相対波数値は連続した値を取ることが判る。第２セラミック層２と第３セラミック層３との第２界面ＩＦ２においても、同様である。また、第１界面ＩＦ１からの距離が０〜−１２０μｍの範囲、即ち、第２セラミック層２内では、蛍光ピークの相対波数値は中央で大きくなり、図中、上に凸の略２次曲線（放物線）状となっていることが判る。一方、第１界面ＩＦ１からの距離が０〜１００μｍの範囲、即ち、第１セラミック層１内では、第１界面ＩＦ１から外側に向かうほど、蛍光ピークの相対波数値が小さくなっていることが判る。
【００６２】
ついで、この図７の結果から、上述した第１関係（式（１））及び第２関係（式（２））を用いて、蛍光ピークの相対波数値Ｆｓ１，Ｆｓ２を応力値ＳＴに換算してグラフ化したものを図８に示す。具体的には、第１界面ＩＦ１からの距離が０〜１００μｍ、及び−１２０〜−１５０μｍの範囲、即ち、第１セラミック層１内及び第３セラミック層３内では、前述の第１関係（式（１））を用いて、蛍光ピークの相対波数値Ｆｓ１から応力値ＳＴを得た。一方、第１界面ＩＦ１からの距離が０〜−１２０μｍの範囲、即ち、第２セラミック層２内では、前述の第２関係（式（２））を用いて、蛍光ピークの相対波数値Ｆｓ２から応力値ＳＴを得た。
【００６３】
この図８によれば、第１セラミック層１のうち第１界面ＩＦ１近傍、及び、第３セラミック層３のうち第２界面ＩＦ２近傍では、第１，第３セラミック層１，３にそれぞれ圧縮応力が掛かっており、その最大値は約−１７０ＭＰａであることが判る。一方、第２セラミック層２のうち第１界面ＩＦ１近傍及び第２界面ＩＦ２近傍では、この第２セラミック層２に引張応力が掛かっており、その最大値は約２３０ＭＰａであることが判る。また、第１界面ＩＦ１の両側において、第１セラミック層１と第２セラミック層２との間に生じている応力差は、約４００ＭＰａ(＝230−(−170))であることも判る。第２界面ＩＦ２の両側における、第２セラミック層２と第３セラミック層３との間に生じている応力差も、同様に約４００ＭＰａであることが判る。
【００６４】
また、第１界面ＩＦ１からの距離が０〜−１２０μｍの範囲、即ち、第２セラミック層２内では、生じている引張応力の値は中央が小さく、界面（ＩＦ１，ＩＦ２）に近づくほど大きくなり、界面（ＩＦ１，ＩＦ２）で最大となる、図中、下に凸の略２次曲線（放物線）状となっていることが判る。一方、第１界面ＩＦ１からの距離が０〜１００μｍの範囲、即ち、第１セラミック層１内では、第１界面ＩＦ１から外側に向かうほど、圧縮応力が小さくなることも判る。
【００６５】
このように、第１セラミック層１と第２セラミック層２との間に応力差が発生し、第１セラミック層１には圧縮応力が、第２セラミック層２には引張応力が掛かるのは、以下の理由によると考えられる。即ち、焼結により、第１セラミック層１と第２セラミック層２とが、また第２セラミック層２と第３セラミック層３とが互いに密着した後に、冷却されて次第に収縮するに当たり、第１，第３セラミック層１，３の方が、第２セラミック層２よりも熱膨張率が低いためであると考えられる。これは前述の予測に一致した結果となっている。
【００６６】
かくして、本実施形態によれば、試料１０の各部、具体的には、第１，第３セラミック層１，３及び第２セラミック層２の各部位に生じている応力を、微少領域毎に計測できることが判る。
なお、本実施形態で測定した応力は、試料１０全体としてみれば、各層１〜３にそれぞれ残留している残留応力ではある。しかし、例えば、第２セラミック層２について見れば、本実施形態の測定で得られた応力の値は、第２セラミック層２を構成するアルミナ結晶粒子とジルコニア結晶粒子との間に生じる第２セラミック層２内部の残留応力ではない。具体的には、第１セラミック層１あるいは第３セラミック層３との熱膨張率の違いに起因してこれらから受ける外力によって生じた応力であると解される。同様に、第１，第３セラミック層１，３についても、本実施形態の測定で得られた応力の値は、これらの層内部の残留応力ではなく、第２セラミック層２との熱膨張率の違いに起因して、これから受ける外力によって生じた応力であると解される。
【００６７】
従って、本実施形態では、第１，第３セラミック層１，３及び第２セラミック層２の各部位に生じている残留応力を、式（１）で与えられる第１関係または式（２）で与えられる第２関係を用いて、蛍光のシフト波数値から算出した。しかし、これは、第１，第２，第３セラミック層１，２，３それぞれについて見れば、各層が受けた外力によって生じた応力を、それぞれ式（１）または（２）を用いて、蛍光のシフト波数値から応力値を得たと言うことにもできる。
【００６８】
さらに、この試料１０について、上述のようにして、各部の応力を測定することで、この試料１０の製造工程の適否、あるいはこの試料１０の持つ強度や機能の適否を判断することができる。即ち、もし、何らかの理由で、この試料１０において、その第１界面ＩＦ１近傍にクラックが発生していた場合を考える。この場合には、たとえ、外観上はクラックが視認できなかったとしても、各層１〜３の第１界面ＩＦ１及び第２界面ＩＦ２近傍に生じる応力（引張応力及び圧縮応力）が、通常（クラックがない場合）に比して低くなる。クラックの発生によって、第１，第３セラミック層１，３及び第２セラミック層２に生じている残留応力の一部が開放されるからである。従って、上述の応力の測定結果において、界面近傍の応力値がバラツキの範囲を超えて異常に低い場合には、試料１０（被測定物）にクラックなど何らかの不具合（異常）が発生していると推測できる。
【００６９】
このことは、上述の応力測定及びその結果は、試料１０（被測定物）の製造に当たって、試料１０（被測定物）あるいは試料が属するロット等の検査工程及びその判断材料として利用することができることを示している。即ち、試料１０（被測定物）またはこれを含む物の製造方法において、上述の応力測定を試料１０（被測定物）の製造における検査工程として行い、もし異常な応力値が検出された場合には、そのような試料１０（被測定物）あるいは、その試料の属するロットを不良として除去するようにしても良い。
【００７０】
以上において、本発明を実施形態に即して説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることはいうまでもない。
例えば、上記の実施形態では、９７wt％アルミナ−ジルコニア複合材からなる第１，第３セラミック層１，３と、２０wt％アルミナ−ジルコニア複合材からなる第２セラミック層２とを積層した試料１０について、各部位の応力を測定した。
これに対し、第１，第３セラミック層１，３として、例えば、ジルコニアを含まないアルミナセラミックを用いることもできる。この場合には、式（１）に代えて、図５に１００Ａとして示すアルミナ１００％の場合の基準試料に掛かっている応力と蛍光のピーク絶対波数値の変化量との関係を用いればよい。
【００７１】
また、本実施形態では、基準試料にＪＩＳ−Ｒ−１６０１に従った４点曲げ試験方法により応力を付加し、仮想中心線Ａ−Ｏ−Ｂ上にレーザ光を照射し、これを走査して図４に示す関係を得た。これに対し、例えば棒状の基準試料を用意し、この基準試料の両端面から所定の圧縮応力を加え、あるいは両端部を引っ張って所定の引張応力を加えた状態で、長手方向中央部分付近において蛍光ピークの相対波数値を計測することを、応力値を変化させて繰り返し行い、蛍光ピークの相対波数値（絶対波数値）と応力値との関係を得ても良い。
【００７２】
また実施形態では、一体焼結によって３層のセラミック層が互いに固着された試料１０において、第１セラミック層１と第２セラミック層２のうち、第１界面ＩＦ１を跨いで、仮想測定ラインＭＬ上の各部位に生じている応力を計測した。しかし、界面を介して接する２つの部材（第１部材と第２部材、実施形態における第１セラミック層１と第２セラミック層２）が一体焼結されている必要はなく、さらには、互いに固着されている必要もない。また、第１部材と第２部材とが離間していても良い。
【００７３】
また、上述の実施形態では、試料１０において、３層のセラミック層１，２，３について第１，第２関係を用いて、それぞれ応力を測定した。しかし、例えば、第１セラミック層１を、被測定物として、これのみについて式（１）の関係を用いて応力を測定してもよく、同様に、第２セラミック層２を、被測定物として、これのみについて式（２）の関係を用いて応力を測定することもできる。
【００７４】
さらに、上述の実施形態では、試料１０の各部位における蛍光ピークの相対波数値を測定するに先だって、第１，第２基準試料ＳＢ１，ＳＢ２を用意し、これらについて応力値と蛍光ピークの相対波数値との第１，第２関係（式（１），（２））を得た。
しかし、試料１０について測定するたびに、第１，第２基準試料ＳＢ１，ＳＢ２を用意して第１，第２関係を得る必要はなく、試料１０の製造ロット毎、あるいは設計段階などにおいて、予め第１，第２関係を得ておき、試料１０の測定のたびには、この第１，第２関係を用いて、蛍光ピークの波数値を応力値に変換しても良い。
また、上述の実施形態では、蛍光ピークの波数値など光の波数値として、相対波数値κｓを用いた。しかし、絶対波数値κａを用いて、第１，第２関係を得、また、蛍光ピークの波数値を応力値に変換しても良いことは言うまでもない。また、本実施形態では、Ａｒイオンレーザのレーザ光の絶対波数値（κａ＝２０４９１ｃｍ-1）を基準とした相対波数値を用いたが、他の値を基準としても良い。
【００７５】
さらに、上述の実施形態では、被測定物として３層のセラミック層が積層された積層体を用いてその応力を測定した。しかし、被測定物としては、Ｃｒ3+イオンを含有するアルミナ結晶粒子が分散している組成物であればよい。従って、エポキシ樹脂、ＰＥＴ、アクリル樹脂その他の樹脂や金属等の試料に生じている応力を測定する場合には、それらの材質に、Ｃｒ3+イオンをが入するアルミナ結晶粒子を分散させた被測定物を用意することで、上述の実施形態と同様に、被測定物に生じている応力値を正確に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本実施例の応力測定方法に用いる機器の構成を示す説明図である。
【図２】基準試料に応力を掛けつつレーザ光を照射するために、基準試料を４点曲げ方式による応力を加えるためのジグの形態を示す説明図である。
【図３】Ｃｒ3+イオンが発する蛍光のスペクトル強度分布を示す説明図である。
【図４】基準試料に掛かっている応力と、蛍光ピークの波数値のシフト量△κとの、あるいは蛍光ピークの相対波数値（絶対波数値）との関係を、アルミナの含有量を変化させて得たグラフである。
【図５】図４に示すグラフのうち、アルミナの含有量が、１００％、９７％、２０％の場合を抜き出して示すグラフである。
【図６】（ａ）は実施形態に掛かる第１層（９７％アルミナ−ジルコニア複合材）、第２層（２０％アルミナ−ジルコニア複合材）、及び第３層（９７％アルミナ−ジルコニア複合材）を積層し同時焼結した試料（被測定物）の形態を示す説明図、（ｂ）は測定を行った位置を示す説明図である。
【図７】図６に示す試料（被測定物）を測定した結果であり、第１セラミック層と第２セラミック層との第１界面を基準とした距離と、その位置で得られた蛍光ピークの相対波数値との関係を示すグラフである。
【図８】基準試料に掛かっている応力値と蛍光ピークの相対波数値との関係を用いて、図７に示すグラフにおける蛍光ピークの相対波数値を応力値に換算した場合の、第１界面を基準とした距離と各所の応力値との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００７７】
１００  波数測定装置
２０  レーザ
３０  光学系
４０  分光器
５０  ＣＣＤアレイ
６０  コンピュータ
７０  Ｘ−Ｙテーブル
８０  ４点曲げ応力付加ジグ
８１  第１台座
８２  第２台座
８３ａ，８３ｂ，８４ａ，８４ｂ  円柱コロ
８５  プッシャ
９０  チャージアンプ
９１  ロードセル
ＳB１，ＳＢ２  基準試料
Ｌ１  上部スパン
Ｌ２  下部スパン
Ｐ  荷重
Ｗｓ  （基準試料の）幅
Ｔｓ  （基準試料の）厚み
１０  試料（被測定物）
１  第１セラミック層（第２部材、被測定物）
２  第２セラミック層（第１部材、被測定物）
３  第３セラミック層（第２部材、被特定物）
ｔ１，ｔ２，ｔ３  （各層の）厚み
ｔ  （試料の）厚み
Ｗ  （試料の）幅
Ｄ  （試料の）奥行き
ＩＦ１  （第１セラミック層と第２セラミック層との）第１界面
ＩＦ２  （第２セラミック層と第３セラミック層との）第２界面
ＭＳ  測定面
ＭＬ  （蛍光及び応力の）仮想測定ライン
Ｐ  蛍光のピーク位置
κｓ  相対波数値
Ｆｓ１，Ｆｓ２  蛍光ピークの相対波数値
【図１】
2005147837.tif 000003
【図２】
2005147837.tif 000004
【図３】
2005147837.tif 000005
【図４】
2005147837.tif 000006
【図５】
2005147837.tif 000007
【図６】
2005147837.tif 000008
【図７】
2005147837.tif 000009
【図８】
2005147837.tif 000010